Die beginsel van kragsensor behels die omskakeling van kragparameters soos stroom en spanning in meetbare elektriese seine, en die verkryging van die vereiste parameters deur verwerking. Die volgende is 'n gedetailleerde stap-vir-beskrywing van die werkingsbeginsel daarvan:
1. Stroommetingsbeginsel
Shuntweerstandmetode: Deur 'n lae-weerstandweerstand (shunt) in serie te koppel, word die spanning oor die resistor gemeet. Dit is van toepassing op GS of lae-wisselstroom deur gebruik te maak van Ohm se wet, maar groot stroom kan verhitting veroorsaak.
Hall-effeksensor: Die magnetiese veld rondom die stroom-draende geleier word gebruik om die Hall-element 'n spanning eweredig aan die stroom te laat genereer om nie-kontakmeting te verkry. Dit is van toepassing op AC/DC en het goeie isolasie.
Stroomtransformator (CT): Gebaseer op elektromagnetiese induksie, skakel dit die groot stroom aan die primêre kant om in 'n klein stroom aan die sekondêre kant. Dit is slegs van toepassing op AC-meting.
Rogowski-spoel: 'n Toroïdale spoel sonder 'n magnetiese kern. Dit voer 'n spanning uit deur die stroomveranderingtempo te induseer en verkry die stroom na integrasie. Dit is geskik vir hoë-frekwensie of hoë-stroom AC-scenario's en het 'n sterk anti-versadigingsvermoë.
2. Spanningsmetingsbeginsel
Weerstandspanningverdelermetode: Deur 'n reeksweerstandspanningverdelernetwerk word die hoëspanning afgeskaal en gemeet. Hoë-presisie, lae-temperatuur dryfweerstande word vereis.
Spanningstransformator (PT): Soortgelyk aan CT, skakel dit hoë spanning na lae spanning om en is geskik vir WS-stelsels.
Kapasitorspanningsverdelermetode: Hoëspanning word gemeet met behulp van kapasitorspanningsverdeler, wat algemeen in hoë-frekwensie- of polsspanningscenario's voorkom.
3. Seinkondisionering en -verwerking
Versterking en filtering: Gebruik operasionele versterkers om swak seine te versterk en gebruik lae-deurlaatfilters om hoë-frekwensiegeraas uit te skakel.
Analoog-na-digitale omskakeling (ADC): Skakel analoog seine om na digitale seine, en die steekproeftempo moet voldoen aan die Nyquist-stelling (ten minste twee keer die hoogste frekwensie van die sein).
4. Kragmeting
Monsterneming van die oombliklike spanning en stroom op dieselfde tyd, vermenigvuldig hulle om die oombliklike drywing te verkry, en integreer hulle om die gemiddelde aktiewe drywing te verkry. In 'n drie-fasestelsel kan die twee-metermetode of die drie-metermetode gebruik word om die totale drywing te bereken.
5. Isolasie en veiligheid
Magnetiese isolasie: Gebruik wedersydse induktors of magnetiese koppeltoestelle om hoë- en laespanningstroombane te isoleer.
Optiese isolasie: Stuur seine deur optiese koppeling om elektriese verbindings te blokkeer.
Optiese veseltegnologie: Gebruik die Faraday-effek om stroom te meet, met uitstekende isolasieprestasie, geskik vir hoëspanningsomgewings.